【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種雙環摩擦納米發電機，屬于電機領域。
技術介紹
1、隨著全球一體化的推進，海洋航行在經濟、文化和貿易交流中發揮著至關重要的作用。在實踐中，船舶內儲存的健康安全的飲用水為海洋航行提供了基礎保障。由細菌污染的飲用水引發的傳染病對船員的健康構成了重大威脅。紫外消毒技術對高電壓(超過800v)的需求以及復雜的電壓升壓電路增加了成本，并限制了其應用。此外，海洋航行中的飲用水水質檢測也成為了熱門研究課題。飲用水在封閉儲罐中長時間儲存，其物理和化學性質(如ph值、電導率、總溶解固體含量等)可能發生變化，直接影響其水質。因此，如何為水質檢測系統提供電能成為了一個挑戰。傳統的電池和電網供電不僅增加了能源消耗，還由于廢棄電池的污染對海洋環境造成負面影響。因此，如何為飲用水消毒和水質檢測系統提供穩定且長期的電力供應至關重要，而在海洋航行中收集風能為這一問題提供了一個有前景的解決方案。
2、摩擦納米發電機(teng)被認為是一種將風能轉化為電能的有前景的技術。盡管通過表面修飾、電荷注入和電荷泵送等各種策略來提高輸出，但耐久性和抗濕性在長期運行和海洋等潮濕環境中也必須考慮。為提高耐久性，研究人員引入了非接觸和自動切換模式，這些模式延長了使用壽命，但由于電荷密度低，輸出有所減少。隨后，提出了軟接觸模式，以平衡輸出和耐久性。根據摩擦電系列，具有高輸出的摩擦材料對大多為有機聚合物，但其抗濕性因水分子屏蔽表面電荷而受到影響。最近，桑蠶絲首次被用作摩擦材料，以平衡輸出、耐久性和抗濕性。其中，動物蛋白成分提高了在潮濕環境中的穩定性。此外，
技術實現思路
1、針對如何實現在海洋航行中摩擦納米發電機高輸出、耐久性和抗濕性的問題，本專利技術提供一種基于羊毛氈的雙環摩擦納米發電機。
2、本專利技術的一種雙環摩擦納米發電機，包括外環摩擦納米發電機和內環摩擦納米發電機，內環摩擦納米發電機位于外環摩擦納米發電機的內環中；
3、所述外環摩擦納米發電機和內環摩擦納米發電機的摩擦材料均采用羊毛氈。
4、作為優選，外環摩擦納米發電機的電路中設有空氣間隙。
5、作為優選，外環摩擦納米發電機包括30對電極，內環摩擦納米發電機包括15對電極。
6、作為優選，外環摩擦納米發電機為紫外線飲用水消毒提供電力，內環摩擦納米發電機為自供電的水質檢測系統供電。
7、作為優選，本申請還包括電源管理電路，電源管理電路包括整流電路、輸入電容器cin、瞬態電壓抑制二極管d5、硅控整流器scr、電感器l、二極管d6和輸出電容器cout；
8、內環摩擦納米發電機的電源輸出輸入至整流電路；
9、整流電路的一端與輸入電容器cin的一端、瞬態電壓抑制二極管d5的陰極、硅控整流器scr的陽極同時連接，瞬態電壓抑制二極管d5的陽極、硅控整流器scr的陰極、二極管d6的陰極和電感器l的一端同時連接，電感器l的另一端與輸出電容器cout的一端連接，整流電路的另一端、輸入電容器cin的另一端、二極管d6的陽極和輸出電容器cout的另一端同時連接。
10、本專利技術還提供一種雙環摩擦納米發電機的制作方法，包括：
11、制作定子：首先，按照權利要求3所述的雙環摩擦納米發電機的外環摩擦納米發電機和內環摩擦納米發電機，在pcb板上蝕刻15對網格狀錫電極和30對網格狀錫電極；
12、然后，將聚四氟乙烯薄膜粘貼在pcb板上，完成定子的制作；
13、制作轉子：厚度為3mm羊毛氈切割成與網格狀錫電極相同的形狀，并粘貼到亞克力板上，完成轉子的制作。
14、作為優選，15對網格狀錫電極的內徑為6mm，外徑為99mm；30對網格狀錫電極的內徑為101mm，外徑為200mm。
15、本專利技術的有益效果，本專利技術為一種基于羊毛氈的雙環摩擦納米發電機，用于海洋航行中的飲用水滅菌、水質檢測。與傳統工作相比，該系統的主要創新優勢包括：(i)首次采用羊毛氈作為摩擦材料，提高了摩擦納米發電機的性能，耐久性與耐濕潤性。(ii)通過引入空氣間隙，提高了外環摩擦納米發電機驅動的紫外燈的輻照度，從而提高了飲用水的滅菌效率。(iii)內環摩擦納米發電機可驅動飲用水水質檢測系統。
16、本專利技術具有高輸出、耐久性和抗濕性的摩擦材料的制造提供了指導，為潮濕環境中的風能收集及其在海洋航行中的實際應用奠定了基礎。
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1.雙環摩擦納米發電機，其特征在于，包括外環摩擦納米發電機和內環摩擦納米發電機，內環摩擦納米發電機位于外環摩擦納米發電機的內環中；
2.根據權利要求1所述的雙環摩擦納米發電機，其特征在于，外環摩擦納米發電機的電路中設有空氣間隙。
3.根據權利要求2所述的雙環摩擦納米發電機，其特征在于，外環摩擦納米發電機包括30對電極，內環摩擦納米發電機包括15對電極。
4.根據權利要求3所述的雙環摩擦納米發電機，其特征在于，外環摩擦納米發電機為紫外線飲用水消毒提供電力，內環摩擦納米發電機為自供電的水質檢測系統供電。
5.根據權利要求1所述的雙環摩擦納米發電機，其特征在于，還包括電源管理電路，電源管理電路包括整流電路、輸入電容器Cin、瞬態電壓抑制二極管D5、硅控整流器SCR、電感器L、二極管D6和輸出電容器Cout；
6.權利要求3所述的雙環摩擦納米發電機的制作方法，其特征在于，包括：
7.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述15對網格狀錫電極的內徑為6mm，外徑為99mm；所述30對網格狀錫電極的內徑為101mm
...【技術特征摘要】
1.雙環摩擦納米發電機，其特征在于，包括外環摩擦納米發電機和內環摩擦納米發電機，內環摩擦納米發電機位于外環摩擦納米發電機的內環中；
2.根據權利要求1所述的雙環摩擦納米發電機，其特征在于，外環摩擦納米發電機的電路中設有空氣間隙。
3.根據權利要求2所述的雙環摩擦納米發電機，其特征在于，外環摩擦納米發電機包括30對電極，內環摩擦納米發電機包括15對電極。
4.根據權利要求3所述的雙環摩擦納米發電機，其特征在于，外環摩擦納米發電機為紫外線飲用水消毒提供電力，內環摩擦納米發...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姜天一，李銘，張善國，吳文龍，姜洪源，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：
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